压盖机设计.doc
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1、压盖机设计摘 要:压盖机是包装机械的一种,在食品、药物等生产中起着重要的作用。本课题所设计的压盖机,选取电机做为动力源,利用电机旋转带动底座上升顶紧瓶盖顶端,配合锁口装置自动完成锁盖。本机操作简单,结构紧凑,具有一定的市场潜力及应用价值。关键词:压盖机;包装机械;卷边;凸轮;双滚轮The Design of Capping Machine Abstract:Capping machine is a kind of packaging machinery, it plays an important role on food, medicine and other production. The
2、 project is designed to close the lid machine, mainly for sealing metal cans lock crimp cover. It chooses the motor as the power source, the motor rotates and drives the base up the top lid top, with the locking device automatically locks the lid.The machine is simple, compact,and has a market poten
3、tial and value.Key words:Capping Machine;Packaging Machine;Crimping;Cam;Double-roller1 前言包装是根据物体的性能,用适当的材料,容器,施以保护物品的技术。随着市场经济的飞速发展、我国国际化进程的加快以及人们的物质文化生活水平的提高,对包装质量和包装速度的要求不断提高,包装机械是使产品包装实现机械化、自动化的根本保证。包装机械为包装提供重要的技术保障,对包装业的发展起着重要的作用。同时在食品、医药、日用品、化工产品等生产中起着中要的作用。包装机械可以提高劳动生产效率,改善生产环境,降低生产成本,提高产品储运的安
4、全性及档次,增加产品的附加值,从而提高产品的市场竞争力,带来更大的经济效益和社会效益。包装机械行业是一个市场潜力很大的新兴行业,面临着巨大的国内外市场和极好的发展机会。1.1 包装机械的概念、特点、作用和分类1.1.1 包装机械的概念包装机械是指能完成全部或部分产品和商品包装过程的机械。 包装过程包括充填、裹包、封口等主要工序,以及与其相关的前后工序,如清洗、堆码和拆卸等。此外,包装还包括计量或在包装件上盖印等工序。使用机械包装产品可提高生产率,减轻劳动强度,适应大规模生产的需要,并满足清洁卫生的要求1。1.1.2 包装机械的特点 包装机械多属于自动机械,它既具有自动机械的共性,也具有自身的特
5、点,包装机械的主要特点如下。(1) 大多数包装机械种类繁多,结构复杂,运动速度快,动作精度高。为满足不同的性能要求,对零部件的刚度和表面质量等有效高的要求。 (2) 用于食品、药品等包装机械要便于清洗,与食品、药品接触的部位要用不锈钢或经过化学处理的无毒材料组成。 (3) 进行包装作用的工艺力一般都比较小,所以包装机械的电动机功率较小。 (4) 包装机械一般都采用无级变速装置,以便灵活调整包装速度,调节包装机的生产能力。因为影响包装质量的因素很多,诸如包装机的工作机构的运动状态,工作环境的温度、湿度,包装材料和包装物得质量等。所以,为了便于机器的调整,满足包装质量和生产能力的需要,往往把包装机
6、设计成无极可调的,即采用无极变速装置,某些零件还设计成可调整的。(5) 包装机械是特殊种类的专业机械,使用需求数量有限。为了便于制造和维修,减少设备的投资,在各种包装机械设计中应注意通用性以及多功能性2。1.1.3 包装机械的作用包装是产品进入流通领域的必要条件,而实现包装的主要手段是使用包装机械。随着时代的发展,技术的进步,包装机械在包装领域中正起着越来越大的作用,其主要作用有以下几点: (1) 可大大提高劳动生产率滑台式吸塑封口机机械包装比手工包装快得多,如糖果包装,手工包糖1min只能包十几块,而糖果包装机每分钟可达数百块甚至上千块,提高效率数十倍。 (2) 能有效地保证包装质量机械包装
7、可根据包装物品的要求,按照需要的形态、大小,得到规格一致的包装物,而手工包装是无法保证的。这对出口商品尤为重要,只有机械包装,才能达到包装规格化、标准化,符合集合包装的要求。 (3) 能实现手工包装无法实现的操作有些包装操作,如真空包装、充气包装、贴体包装、等压灌装等,都是手工包装无法实现的,只能用机械包装实现。 (4) 可降低劳动强度,改善劳动条件手工包装的劳动强度很大,如用手工包装体积大、重量重的产品,既耗体力,又不安全;而对轻小产品,由于频率较高,动作单调,易使工人得职业病。 (5) 有利于工人的劳动保护对于某些严重影响身体健康的产品,如粉尘严重、有毒的产品,有刺激性、放射性的产品,用手
8、工包装难免危害健康,而机械包装则可避免,且能有效地保护环境不被污染。 (6) 可降低包装成本,节省贮运费用对松散产品,如棉花、烟叶、丝、麻等,采用压缩包装机压缩打包,可大大缩小体积,从而降低包装成本。同时由于体积大为缩小,节省仓容,减少保管费用,有利于运输。 (7) 可促进相关工业的发展包装机械是一门综合性科学,它涉及到材料、工艺、设备、电子、电器、自动控制等多种学科,要求各相关学科同步、协调地发展,任何学科的问题都将影响包装机械的整体性能。因此,包装机械的发展将有力地促进相关学科的进步。 另外,为适应包装机械高速包装的需要,其相关的前后工序也势必与之适应,也就推动了相关工序的同步发展3。1.
9、1.4 包装机械的分类2003年,国家标准局在1986年标准的基础上,修订了包装机械的分类标准,新标准 (GB/T 19357-2003) 以包装机械产品的主要功能的不同作为划分类别的原则,对包装机械产品进行分类。各类产品定义详见GB/T 4122.1 和 GB/T 4122.2,在同一类别中的包装机械产品按其功能原则进行进一步划分。新的包转机械分类和定义如表1所示4。表 1 包装机械分类和定义Table 1 Packaging machinery classification and definition分类定义充填机(filling machine) 将产品按预定量充填到包装容器内的机器罐
10、装机械(filling machine)将液体按预定量灌注到包装容器内的机器封口机械(sealing machine, closing machine) 在包装容器内盛装产品后,对容器进行封口的机器裹包机械(wrapping machine) 用挠性包装材料裹包产品所有或局部表面的机器多功能包装机(multifunction packaging machine) 在一台整机上可以完成两个或两个以上包装工序的机器贴标机械(labeling machine) 采用胶黏剂将标签贴在包装件或产品上的机器清洗机械(cleaning machine) 对包装容器、包装材料、包装辅助物及包装件进行清洗,以达
11、到预期清洁度得机器干燥机械(drying machine) 对包装容器、包装材料以及包装件上的水分进行去除以达到预期干燥程度的机器杀菌机械(sterilization machine) 对产品、包装容器、包装材料、包装辅助物以及包装件等上的微生物进行杀灭,使其降低到允许范围内的机器捆扎机械(strapping machine) 使用捆扎带或者绳捆扎产品或包转件,然后收紧并将捆扎带两端通过热效应熔融或使用包装扣等材料连接好的机器集装机械(collect the machinery of installing ) 将包装单元集成或分解,形成一个合适的搬运单元的机器辅助包装设备(auxiliary
12、packaging equipment) 对包装材料、包装容器、包装辅助物、或包装件执行非主要包装工序的有关功能的机器包装材料制造机械(package material making machine) 专门直接用于包装材料制造的机器包装容器制造机械(the packaging container makes machinery)如:桶、罐、盒、箱、瓶、袋的机器1.2 包装机械的发展1.2.1 包装机械的发展简史包装机械是随着新包装材料的出现,和包装技术的不断革新而发展的。中国发明的造纸技术,在历史上为纸包装的产生提供了条件。1850年世界纸价大跌,纸包装开始用于食品。1852年美国的沃利发明出
13、制纸袋机,从而出现纸制品机械。1861年德国建立了世界上第一个包装机械厂,并于1911年生产了全自动成形充填封口机。 1890年美国开始生产液体灌装机,1902年又生产了重力式灌装机。20世纪初,英国的杜兰德采用金属容器保存食物,从而出现各种罐头包装食品。 二十世纪60年代以来,新材料逐渐代替传统的包装材料,特别是采用塑料包装材料后,包装机械发生重大变革。超级市场的兴起,对商品的包装提出了更新的要求。为保证商品输送快捷安全,集装箱应运而生,集装箱体尺寸也逐渐实现了标准化和系列化,从而促使包装机械进一步完善和发展5。1.2.2 我国包装机械的概况我国包装机械起步较晚,在新中国成立时几乎是一片空白
14、,只有少数工厂或作坊生产一些简单的手工包装机具,或为少数进口机器进行修配服务。上世纪80年代以前发展缓慢,只能生产几种水平很低的包装机械,主要在烟草加工、制糖、制盐、酿酒等行业,包装机械没有成为一个独立的行业,国家公布的产品目录中也没有分包装机械这一类。 80年代以后,由于改革开放,我国经济迅猛发展,社会对包装机械的需求不断增加。市场需求,政府的重视政策引导和积极扶持,使我国包装机械得到迅速发展,年平均增长速度大于30%,进入90年代,仍以20%以上的速度增长。经过20多年的发展,我国包装机械已成为机械工业中十大行业之一,无论是产品还是品种,都取得了令人瞩目的成就,为我国包装工业快速发展提供了
15、有力的保障,有些包装机械填补了国内空白,已能基本满足国内市场的需求,部分产品还有出口。2001年全国包装机械产量达53.3万台(套,产值为195.5亿元,占全国包装工业总产值的8.2%,我国已成为世界包装机械工生产和消费大国之一6。 然而,我国包装机械存在不少问题。一是缺乏宏观调控,因包装机械企业起点低、先天不足且跨部门,存在统筹规划、宏观指导难的问题,在投资和开发新产品方面往往一哄而起,出现低水平重复的无序竞争。二是缺乏资金投入,这也是机械行业的共性,难以吸引大量资金投入,难以进行大量的技术改造。因经费不足,企业用于研究和开发的投资占销售额平均水平不到1%,不能做到生产一代,开发一代,研究一
16、代。由于没有技术储备,引进技术、消化吸收工作不力,使企业新产品少,缺乏竞争力。三是缺乏专业技术人员,因包装机械业利润不高,难以吸引优秀的技术人才,以致人才队伍参差不齐,自主开发产品和创新能力薄弱,甚至消化吸收国外同类产品的能力都很弱,造成产品多年一贯制。以上这些已经制约了行业的发展。目前,我国包装机械出口额还不足总产值的5%,进口额却与总产值大抵相当。包装机械市场大有商机。但是,综合国内包装市场的信息,可以发现目前市场需求旺盛的主要包装产品有:瓦楞纸板、制箱(盒)、印刷成套设备。瓦楞纸板、制箱指的是包装盒、大型纸箱、快餐饭盒、一次性纸杯、纸模包装等,此类产品可算是包装行业里的龙头老大,全国近万
17、家纸箱(盒)包装厂,十几年来国内流通领域对瓦楞纸板、制箱(盒)、印刷成套设备的需求量长盛不衰,供不应求。除大量生活日用品采用纸箱包装外,现在摩扦车、自行车大量采用纸箱包装,日常生活中不可或缺的水果也由柳条筐改用纸箱进行包装。据行业内预测,未来蔬菜也会用纸箱包装。随着经济的进一步发展,纸箱包装企业更新改造速度加快,迫切需要20m以上的宽幅五层、七层、九层及高强度等各种瓦楞纸板、纸箱(盒)成套设备7。 医药加工及其包装机械的包装材料。各种中西药加工成套设备,特别是重要的现代化机械设备加工属于当今行业重要课题,解决中药切片、制片、针剂、膏、散、丸的包装问题,迫切需要各种药品加工及包装设备,解决产品的
18、适应性、配套性及可靠性,特别是高速、自动化、多功能的包装机械及相应配套的复合包装材料。方便食品生产成套设备。主要有以方便面、方便粥以及饺子、包子等机械为代表的方便食品加工成套设备,且产品需求量越来越大。根据国内市场调查,人们对方便食品需求的方向是:营养、高档、味道好。传统食品加工、老年及婴儿食品加工设备的市场前景同样看好,相关企业应重点开发。 啤酒、饮料灌装成套设备。目前全国有主要啤酒厂800余家,主要饮料厂2000多家,啤酒灌装机械重点发展年产5 万吨中型灌装成套设备,适度发展10万吨/年以上的大型啤酒灌装成套设备,业内人士特别强调,要发展高速、低损耗、计量精确、自动检测等多功能、全自动设备
19、。饮料机械要适应集中生产主剂,分散灌装饮料的发展方向。开发现场调配啤酒、饮料技术和设备。 水果蔬菜加工保鲜包装设备。水果蔬菜加工、保鲜是未来发展的重要趋势,迫切需要水果蔬菜分级技术和设备、 高得率榨汁技术和设备、节能的浓缩技术和设备、经洗净及挑选的水果、速冻蔬菜及脱水蔬菜的技术与装备。发 展大幅度降低水果蔬菜、粮食、肉类(水产品)、蛋类等食品原料损失的加工机械,特别是包装设备,目前大都采有气调、Co60辐射技术和装备8。1.2.3 我国包装机械产业面临的问题我国包装机械行业发展的主要问题是产品结构的零散局面。从产品结构看,我国包装机械品种约有1300多种 ,配套数量少,缺少高精度和大型产品,不
20、能满足市场需求。产品质量差距表现在产品性能稳定性和可靠性差,外观造型不美观,表面处理粗糙,许多元器件质量差、寿命短、可靠性低,影响了整体产品的质量;从企业状况 看,国内包装机械行业缺少龙头企业,生产规模大、产品档次高的企业不多;从产品开发看,我国还基本停留在仿制阶段,自行开发能力弱,科研经费仅占销售额的1%,而国外高达8%10%。总的来说,我国包装机械和国际先进的产品相比,在产品的开发、性能、质量、可靠性、服务等方面的竞争中都处于劣势9。1.2.4 我国包装机械产业的发展方向随着包装机械竞争的日益加剧,包装机械在技术发展方向上正朝着以下四个方向发展:(1) 机械功能多元化。 工商业产品在已趋向
21、精致化及多元化的环境变化下,多元化、弹性化且具有多种切换功能和包装机械方面适应市 场需求;(2)结构设计标准化、模组化。充分利用原有机型模组化设计,可在短时间内转换新机型;(3)控制智能化。未来包装机械必须具备多功能化、调整操作简单等条件,基于电脑的智能型仪器将成为食品包装控制器发展的新趋势;(4)结构运动高精度化。结构设计及结构运动控制等关系到包装机械性能的优劣,可通过马达 、编码器及数字控制(NC)、动力负载控制(PLC)等高精密控制器来实现。并适度地做产品延伸10。 另外,我们还应该努力做到以下三点:1、加强总量控制,加速与国际接轨。下一步发展走势是把多余的调下 来,把空缺的补进去。一是
22、加大开发力度,进行有效投入和生产;二是提倡企业间建立长期、固定的供求关系,防止盲目生产、重复引进、重复布点和自相残杀的局面出现。同时,国内包装业一定要放到世界包装业中去发展 这样才能加速与国际的接轨,才能全面观察和体验世界包装的发展动态,才能争取时间取得更大的市场份额。2 、合理利用资源。首先是合理利用资源,使资金达到投入优化,加大包装产业的资金投入量;其次是提高包装材 料的利用效率,寻找资源节约的各种途径,努力发展适度包装,改革和禁止过分包装,节约包装材料;重视包装 技术改造,发展周转包装和回收利用,大力提倡和使用绿色包装,使包装发展与环境保护结合起来。3、包装材料 向节能低耗、防污染、高功
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